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2026年  第56卷  第2期

围护体系受力性能
预制混凝土夹心保温外墙不锈钢棒状连接件力学性能试验研究
薛伟辰, 余佳寅, 张赛, 聂旸, 李亚
2026, 56(2): 1-7. doi: 10.3724/j.gyjzG26012811
摘要:
为研究不锈钢棒状连接件的力学性能,开展了3个拉拔和12个剪切性能试验研究。研究参数包括保温层厚度(50,70 mm)以及试验时是否带保温层。试验结果表明:拉拔试件发生混凝土锥体破坏,拉拔荷载-位移曲线在峰值荷载前基本呈线性关系;连接件抗拔承载力试验均值为8.52 kN,混凝土板间的峰值位移为1.49~1.61 mm;剪切试件中连接件先发生弯曲后被拔出,但未带出混凝土锥体;加载前期,剪切荷载-滑移曲线基本呈线性关系,连接件发生弯曲后,荷载-滑移曲线呈明显的非线性关系;单个连接件抗剪承载力试验均值为2.48~6.45 kN,对应的板间滑移为1.3~5.4 mm;连接件抗剪承载力随保温层厚度的增加而减小,保温层厚度从50 mm增加到70 mm时,不带保温层试件的抗剪承载力降低了79.8%,带保温层试件的抗剪承载力降低了8.4%;保温层的存在对连接件抗剪承载力的影响较大,带保温层试件的抗剪承载力是不带保温层试件的1.4~2.4倍。
预制夹心保温墙体玻璃纤维增强塑料(GFRP)连接件拉剪组合受力试验研究
尚仁杰, 任令浩, 黄翩翩, 薛伟辰, 李亚
2026, 56(2): 8-15. doi: 10.3724/j.gyjzG25103101
摘要:
夹心保温墙体是装配式剪力墙结构的预制外墙构件。夹心墙体由内叶板、外叶板和中间保温板三层组成,连接件穿过保温板将内、外叶板连为一体。随着超低能耗建筑的推广,保温层越来越厚,连接件拉剪组合作用更加显著,但目前缺少连接件拉剪组合作用下的试验研究。为此设计了一种连接件拉剪组合受力的试验装置,并针对“+”字形截面GFRP连接件进行了拉剪组合受力试验。连接件埋深为30 mm和50 mm,保温层厚度为100 mm和200 mm,共4种构造组合。除纯拉拔试验和纯剪切试验外,还进行了拉力/剪力六种不同比例下的组合受力。试验得到了四种构造组合和八种拉力/剪力比例下的承载力、破坏形式等,通过力的归一化总结出连接件在拉剪组合受力时的破坏准则。
考虑混凝土龄期影响的纤维增强复合材料(FRP)棒状连接件抗拔性能试验研究
薛伟辰, 李泽垚, 杨佳林, 李亚
2026, 56(2): 16-20. doi: 10.3724/j.gyjzG26012810
摘要:
为研究施工阶段中纤维增强复合材料(FRP)棒状连接件的抗拔性能,以混凝土强度等级(C25、C15)和保温层厚度(50,70 mm)为研究参数,设计并开展了4组共12个FRP棒状连接件拔出试验,主要研究了连接件的破坏形态、抗拔承载力、荷载-滑移曲线和荷载连接件应变曲线。试验结果表明:所有棒状FRP连接件拔出试件均发生连接件端部混凝土锚固破坏;混凝土强度等级对连接件的抗拔承载力影响较大,混凝土强度等级从C15提升至C25时,保护层厚度为50,70 mm的试件抗拔承载力分别提升了18.1%和21.0%;保温层厚度对连接件的抗拔承载力影响较小,保温层厚度从50 mm升至70 mm时,混凝土强度等级为C15和C25的试件抗拔承载力分别提升了3.3%和7.4%;试件破坏时,连接件沿拔出方向的应变均远小于FRP的极限拉伸应变,连接件均未发生损伤。
配纤维增强复合材料(FRP)片状连接件的预制夹心保温墙板平面外受力性能研究
张云森, 薛伟辰, 李亚, 杨佳林
2026, 56(2): 21-28. doi: 10.3724/j.gyjzG26012809
摘要:
为研究配FRP片状连接件预制夹心保温墙体的平面外抗弯性能及关键设计参数的影响,设计了一个足尺预制混凝土夹心保温墙体试件,开展了单调静力加载试验,并基于ABAQUS平台建立了精细化非线性有限元模型。通过将有限元计算结果与试验数据在破坏形态、荷载-位移曲线及裂缝开展过程等方面进行对比,验证了模型的准确性。在此基础上,进一步对保温层厚度、连接件布置间距及混凝土强度等关键参数进行了分析。研究结果表明:有限元模型可模拟墙体的“X”形屈服线破坏模式及受力过程;保温层厚度的增加会显著削弱墙体刚度,当厚度从100 mm增至200 mm时,承载力下降了约26.4%;连接件布置间距对承载力影响较大,当间距由400 mm增至600 mm时,由于层间组合作用减弱,墙体极限承载力降至219.21 kN,降幅显著;提高混凝土强度可有效提升墙体的承载力与刚度。
四点支承超高性能混凝土(UHPC)饰面钢龙骨夹心保温外墙板受弯性能研究
尚仁杰, 黄翩翩, 薛伟辰, 李亚
2026, 56(2): 29-37. doi: 10.3724/j.gyjzG25093004
摘要:
提出了一种超高性能混凝土(UHPC)面板钢龙骨复合墙板,该复合墙板以钢龙骨为主受力构件,采用UHPC做室外面板提高抗渗性和耐久性,通过玻璃纤维增强塑料(GFRP)连接件降低热传导并提高UHPC板与钢龙骨结构的整体性,可满足超低能耗建筑的框架结构外挂墙板要求。设计制作了足尺复合墙板,进行了均布荷载下四点支承平面外受弯试验,并进行了有限元模拟。结果表明:GFRP连接件对复合墙板整体性具有显著影响,可提高抗弯刚度30%,跨中挠度和钢龙骨跨中弯矩均减小30%;当荷载达到14 kN/m2时,试验墙板钢龙骨达到屈服应力,UHPC面板有少量裂缝,裂缝宽度不大于0.1 mm;当荷载为25 kN/m2时支座破坏,荷载-挠度曲线斜率为初始斜率的29%,但尚未达到下降段,UHPC板在四个角部支座附近和复合墙板四周跨中出现少数贯通裂缝,除角部GFRP连接件有一定侧向不可恢复变形外,其余均保持完好;UHPC面板钢龙骨复合墙板可以满足框架结构装配式外围护墙板的受力要求。
掺加不同类型纤维的超高性能混凝土(UHPC)板受弯性能试验研究
王平山, 肖传平, 薛伟辰, 吴学淑, 李进军, 李亚
2026, 56(2): 38-45. doi: 10.3724/j.gyjzG26012802
摘要:
超高性能混凝土(UHPC)凭借其优异的力学性能和耐久性,在土木工程领域展现出巨大应用潜力。然而,其抗弯性能的关键影响因素——纤维类型与构件尺寸的协同作用机制尚未完全明确。现有研究多聚焦于单一变量,对板构件厚度与不同纤维类型的交互影响缺乏系统性研究。为此,开展了6块板的对比试验及应变分析,研究参数包括纤维类型[钢纤维、玻璃纤维、聚甲醛(POM)纤维]和板厚(30,50 mm)。试验结果表明:板厚对抗弯性能具有显著影响,厚度从30 mm增至50 mm可使开裂荷载和极限承载力提升3~4倍;在相同厚度条件下,不同纤维增强效果差异显著,钢纤维试件的承载力最高,玻璃纤维试件次之,POM纤维试件最低;板厚从30 mm增加至50 mm,钢纤维试件、玻璃纤维试件、PF-UHPC的延性分别提高了37.4%、3.4%、13.0%;在开裂前及约60%峰值荷载范围内跨中截面应变沿截面高度分布符合平截面假定,超过该阈值后非线性特征随纤维类型和厚度变化而显现。
超高性能混凝土(UHPC)简支板受弯承载力计算方法研究
肖传平, 李亚, 王平山, 李进军, 吴学淑
2026, 56(2): 46-55. doi: 10.3724/j.gyjzG26013003
摘要:
超高性能混凝土(UHPC)凭借其卓越的抗拉强度与应变硬化特征,为无配筋轻量化结构设计提供了可能。然而,现行设计规范往往低估了其受拉贡献,且传统分析方法难以准确量化不同纤维对构件抗弯承载力的复杂影响。在薄壁构件或窄截面的浇筑过程中,模具边界对纤维取向产生显著的约束作用,即“壁效应”,导致纤维分布呈现各向异性特征,进而显著影响构件的抗弯性能。为此,开展了3块无筋UHPC板的抗弯性能试验,并与前期试验展开对比,结果表明:随着截面尺寸的减小,壁效应对纤维取向的作用增强,显著提升了构件的名义抗弯强度,特别是对于窄高型截面,侧壁效应使有效抗拉强度较基体提升了30%以上。在此基础上系统研究了无配筋UHPC简支板的极限抗弯机理,通过引入等效矩形应力块模型,并针对3种不同纤维类型的UHPC简支板提出了受弯承载力计算方法。所提出的理论模型能够较好地预测不同几何尺寸下UHPC板的极限承载力。
预制夹心保温墙板预埋桁架式幕墙连接节点抗拉性能试验研究
沈毅, 宋良龙, 刘琛, 郭彤
2026, 56(2): 56-61. doi: 10.3724/j.gyjzG25062201
摘要:
提出了一种桁架式幕墙连接节点,采用预埋钢筋桁架实现夹心保温墙板与幕墙体系之间的连接。设置不同的钢筋桁架腹杆直径(8,10,12 mm)、桁架内弦杆焊点间距(100,130 mm)和保温层厚度(80,120 mm),对5个幕墙节点试件进行了抗拉力学性能试验,研究了节点试件的破坏过程、荷载-位移关系、抗拉承载力和变形能力等。试验结果表明:预埋桁架式幕墙连接节点的受拉破坏模式包括锚板内侧局部混凝土的开裂和剥落、锚板受弯屈服以及钢筋桁架外弦杆焊点断裂失效;试验过程中内叶板和预埋钢筋桁架之间未出现锚固破坏;所有节点试件的屈服承载力相近,抗拉承载力均满足设计荷载要求,且具有较大的安全储备量;增大钢筋桁架的腹杆直径能够增加幕墙节点的抗拉承载力和塑性变形能力,而桁架内弦杆焊点间距和保温层厚度对幕墙节点的抗拉承载力和塑性变形能力的影响较小。
围护体系功能提升与设计
超高性能混凝土(UHPC)密肋夹心保温墙板局部传热特性及热桥消解研究
闫晓, 王烁焱, 杨丽平, 杨柳, 刘衍
2026, 56(2): 62-69. doi: 10.3724/j.gyjzG26010804
摘要:
针对超高性能混凝土密肋夹心墙板,通过三维稳态传热计算,量化了墙体在切向(x)、法向(y)及竖向(z)的局部传热特性。结果表明,三个方向的热流密度呈现近似等比例分布的特征,结构几何参数主导各向热流的比例分配,材料热工参数则决定其增幅大小。基于此传热特性提出了采用气凝胶毡对密肋结构进行不同方向差异化包裹的热桥消解措施:当在xz方向包裹16 mm厚气凝胶毡时其热工性能最佳,墙体平均传热系数较未包裹降低6.35%;在包裹相同厚度的气凝胶毡时,该方法较嵌入式局部处理方法可使墙体平均传热系数最多降低20.28%。
新型装配式混凝土模块单元外墙传热性能研究
古健翔, 胡冗冗, 王国乾
2026, 56(2): 70-76. doi: 10.3724/j.gyjzG26012601
摘要:
装配式混凝土模块建筑是工业化装配式建筑的最高集成形式,因其极高的标准化程度,在工业化生产、自动化装配与数字化运维方面具有天然优势,是推动“智能建造”发展、推动建筑业绿色低碳转型的重要途径之一。针对一种新型装配式混凝土模块结构体系,采用ANSYS软件,进行了模块单元外墙的传热性能有限元分析,揭示了干式连接件、外保温层等因素对外墙热性能的影响;分析了不同外保温构造条件下干式连接件所引起的局部热桥,探究了模块单元外墙平均传热系数适用计算方法。结果表明:在寒冷气候区条件下,盒式连接件处会形成局部热桥,使得框架结构部位平均传热系数提升3.4%。随着外覆保温层厚度的增加,热桥效应被逐渐削弱,一维面积加权与三维模拟值对于外墙平均传热系数的计算相对误差逐渐减小,当保温层厚度超过30 mm时误差已小于3%,当外保温层厚度达到70 mm时,外墙平均传热系数为0.42 W/(m2·K),满足DB 61/T 5033—2022《居住建筑节能设计标准》中对于“建筑层数>3”的外墙传热系数限值要求。
预制混凝土夹心保温墙板建筑节点防火性能研究
徐传阳, 韩文龙, 肖明, 吕晚晴, 李金玉, 肖怡凡
2026, 56(2): 77-87. doi: 10.3724/j.gyjzG25060908
摘要:
外围护体系采用预制混凝土夹心保温外墙板时,具备热工性能好、耐久性高、安装方便等优势,但在火灾中由于高温烟气影响下保温层的易燃性和热传导性,加剧了结构损伤与火灾蔓延的风险,因此需对板间接缝和窗洞口节点的防火性能开展针对性研究。首先调研了现行规范对夹心保温墙板的板间接缝和窗洞口节点的构造设计要求。结合超低能耗建筑的特点,提出了适用的节点防火构造设计方法。开展了不同形式的板间接缝和窗洞口节点的防火性能试验研究,考察了试件受火行为和温度变化、受火影响区等关键指标。试验结果表明,板间接缝受火1 h后,硅酮密封胶背火面温度达186.4 ℃,外叶板减薄致隔热性能下降,XPS保温试件现高温熔融现象;窗洞口节点处采用 50 mm 宽度的A级不燃保温材料封边可实现对保温层的有效防护,受火1 h对封边构造的影响深度约 32 mm。基于此,提出了考虑防火性能的节点优化构造设计方法,以提高外围护结构体系的防火性能。
配纤维增强复合材料(FRP)连接件的预制夹心保温外挂墙板抗火性能
蒋坤, 薛伟辰, 李志杰, 李亚
2026, 56(2): 88-98. doi: 10.3724/j.gyjzG26012901
摘要:
为了研究无机保温砂浆层对配纤维增强复合材料(FRP)连接件预制混凝土夹心保温墙板抗火性能的影响,通过考虑高温对混凝土、钢筋、FRP材料的影响,在有限元分析软件ABAQUS中建立温度-位移场耦合分析模型,开展标准火灾有限元分析,并与2片配FRP连接件的预制混凝土夹心保温墙板耐火试验结果进行对比,验证了模型的有效性,并进一步开展参数分析,研究了有无平面外荷载和受火时间对墙板抗火性能的影响。研究表明:保温砂浆层可提升预制混凝土夹心保温外挂墙板(PSCP)的热阻能力、抗弯刚度,降低墙板内部的热对流;FRP连接件在受火60 min内轻微损伤,达到玻璃化温度后仍能提供抗剪刚度,所以玻璃化温度对于判断墙板发生连接件破坏是偏保守的温度;增加平面外荷载使墙板挠度变大,但对温度场无明显影响;受火180 min可能将导致FRP连接件丧失与混凝土板的黏结锚固能力。
外挂墙板与主体结构线支承连接节点性能提升
韩文龙, 李薇, 赵锎, 肖明, 杨璇, 徐传阳, 吕晚晴
2026, 56(2): 99-105. doi: 10.3724/j.gyjzG25060904
摘要:
预制外挂墙板将装饰、保温、防火、结构、防水等多功能高度集成,是实现围护系统工业化建造、长寿化和品质提升的重要技术路线。外挂墙板传统线支承连接易形成线热桥,削弱外围护系统的热工性能。基于此,提出了一种兼顾结构安全和热工性能的集中式线支承连接节点,对其面外受力性能和热工性能开展了试验研究和计算分析。结果表明:试件峰值点、极限点对应的外挂墙板转角分别为1/32、1/20,在混凝土冲切破坏下,连接节点依然具有良好的变形能力,在设计中需加强节点区域的抗冲切设计;集中式连接的热桥影响仅为传统线支承连接的17.4%,可实现连接节点的热桥消解,并可用于外挂墙板线支承连接节点结构和热工性能的协同提升。
预制夹心保温剪力墙板多目标优化设计研究
李昕, 肖明, 徐传阳, 韩文龙, 李薇, 肖怡凡, 李金玉
2026, 56(2): 106-118. doi: 10.3724/j.gyjzG25060905
摘要:
夹心保温剪力墙板作为集装饰、保温、结构功能于一体的外围护部品构件,在装配式建筑中广泛应用,其设计需综合统筹热工、力学、经济性、易加工性等进行多目标协同。基于我国典型气候区特征,系统梳理了夹心保温剪力墙板涵盖饰面层、外叶层、保温层、结构层、连接件系统的构造参数体系,以及包括力学、热工、防火防水、隔声、耐久、经济、易加工等在内的性能指标评价体系,通过计算分析和规范文献调研建立构造参数体系与性能指标体系的定量关联关系。针对既有外围护墙板设计中多目标性能冲突、决策机制不足的问题,提出了一种基于约束阈值与先进阈值的性能指标评估模型,并通过动态权重赋权生成不同决策导向的优化设计方法。案例研究分析表明,多目标优化方法能有效平衡各性能指标的矛盾,相较于单目标优化综合性能提升显著,为外围护墙板设计提供科学指导。
大型钢骨架装配式复合板舒适度评价研究
李永梅, 刘泽宇, 胡琨, 李振民, 陈智勇
2026, 56(2): 119-126. doi: 10.3724/j.gyjzG25120403
摘要:
随着现代建筑楼板结构向轻柔、大跨度、装配式方向发展,楼板体系的舒适度问题越发凸显。为了评价大型钢骨架节能轻质装配式复合板舒适度特性,利用共振原理,采用偏心激振器对大型钢骨架装配式复合板进行周期性动力加载试验,测定复合楼板损伤前后的自振频率、峰值加速度、阻尼比等动力特性。试验结果表明,新型复合板的舒适度满足相关规范要求。最后,建立有限元分析模型,对复合板进行振动分析。计算结果表明,有限元自振频率计算结果与实测值吻合较好,可为装配式复合板的推广应用提供依据和参考。
围护体系生产与施工
基于混合整数非线性规划与遗传算法的超高性能混凝土(UHPC)轻钢龙骨夹心保温墙板产线平衡优化研究
陈越时, 马明磊, 张士前, 郑志刚, 侯绪彬, 张欣俣
2026, 56(2): 127-135. doi: 10.3724/j.gyjzG25082104
摘要:
随着装配式建筑与绿色建造的不断推进,超高性能混凝土(UHPC)轻钢龙骨夹心保温墙板因其优异的力学性能、保温隔热能力及施工效率,已成为新型围护结构的发展重点。然而,该类墙板的生产工艺复杂、工序多、节拍差异显著,传统调度方式难以满足高效率与节能协同的生产需求。为此,以某典型墙板生产线为研究对象,围绕其作业节拍失衡、资源配置不合理等问题,构建了以节拍平衡率最大化为目标的混合整数非线性规划模型,并设计了一种融合遗传算法、模拟退火与动态变异控制的智能优化方法,解决了工序作业时间不均与资源配置离散性带来的调度难题。通过实测数据与仿真验证表明,优化方案可显著提升产线节拍均衡性与资源利用率,具有良好的工程适应性与推广价值。
大型轻质超高性能混凝土(UHPC)密肋外墙板精益制造关键技术研究
蒋勤俭, 刘昊, 黄清杰, 姚海明, 吴永杰, 吕丽萍, 周向东
2026, 56(2): 136-142. doi: 10.3724/j.gyjzG25091101
摘要:
针对超低能耗建筑对多功能一体化外围护部品的高质量制造需求,聚焦大型轻质超高性能混凝土(UHPC)密肋外墙板精益制造的关键技术难题,从大型轻质UHPC密肋外墙板构造和性能要求出发,研制了性能优良的钢纤维UHPC拌合物,开发了正打密肋胎模、高精度浇筑成型与高温低湿蒸汽养护三项核心工艺的完整精益制造体系。研究结果表明,该技术体系能够有效控制大型轻质UHPC密肋外墙板的收缩、翘曲变形与表观色差,成功提升了此类新型外墙板的产品质量与生产效率,实现精益制造目标,为推进超低能耗装配式建筑外围护部品的高水平制造提供了技术支撑与实践范例。
基于综合成本系数驱动的多功能一体化复合外墙板公差分配优化方法
苏群山, 徐笑东, 吴远超, 白卫峰, 苑晨阳
2026, 56(2): 143-149. doi: 10.3724/j.gyjzG25072101
摘要:
针对多功能一体化复合外墙板在制作、预埋件及主体结构预埋件公差分配中的复杂问题,结合改进的遗传算法,提出了一种基于综合成本系数驱动的公差分配优化方法。根据各公差在水平向与竖直向之间的协同作用,建立了包含墙板之间纵缝、横缝和对角线的二维尺寸链分析模型;构建以综合成本系数之和最小化为目标的优化函数,确定公差及尺寸链模型的约束条件;将不同公差等级编码为染色体,随机生成初始种群,通过计算每个个体的适应度(优化函数的倒数)进行选择、交叉和变异操作,并引入精英主义原则,通过迭代得出了满足约束条件的最优公差分配方案。通过具体实例对比分析,该方法确定的分配方案较传统遗传算法降低综合成本系数11.25%,为多功能一体化复合外墙板的公差分配提供理论支撑。
装配式混凝土剪力墙云端建造工厂附墙系统性能研究
彭子祥, 张延欣, 黄颖健, 桂峥嵘, 孙清臣, 赵伟程
2026, 56(2): 150-157. doi: 10.3724/j.gyjzG25082204
摘要:
云端建造工厂是超高层建筑施工的一种工业化、智能化的新型模架平台系统,即造楼机平台。国内对于装配式剪力墙结构的造楼机平台附墙系统的研究相对缺失。通过1∶1足尺试验还原装配式剪力墙结构的云端工厂附墙系统承载力加载,并结合精细有限元分析对比研究,对此新型的附墙系统在1400 kN竖向荷载作用下的剪力裂缝发展、钢筋应变情况、附墙支座应力水平进行了分析。结果表明:附墙系统在1400 kN竖向荷载作用下具备充足的承载能力,此时裂缝最大宽度为0.27 mm;采用正常使用工况裂缝控制,附墙系统在1100 kN竖向荷载作用下,裂缝宽度小于0.2 mm。最终得到附墙系统竖向荷载设计值以1000 kN为宜的结论,并在中建映花悦府项目装配式剪力墙项目中进行了成果应用。
混凝土保护层对高温后套筒灌浆连接力学性能影响研究
项金明, 李俊华, 陈平均, 郭菲, 王维宸
2026, 56(2): 158-169. doi: 10.3724/j.gyjzG25070402
摘要:
套筒灌浆连接是目前装配式混凝土结构中受力钢筋主要的连接方式之一。为研究混凝土保护层对火灾高温后套筒灌浆连接力学性能的影响,对12个30 mm混凝土保护层套筒灌浆连接件及12个无保护层试件进行了火灾高温后单向拉伸和高应力重复拉伸试验,探索了混凝土保护层对不同加载条件下套筒灌浆连接件破坏模式、承载力和延性的影响规律。试验结果表明:混凝土保护层对高温后套筒灌浆连接失效模式影响显著,60 min火灾高温后,混凝土保护层试件在单向拉伸和高应力重复拉伸下均为钢筋拉断破坏,无保护层试件表现为黏结失效破坏;高温后,混凝土保护层能提高套筒灌浆连接件在两种加载方式下的极限荷载和延性,但混凝土保护层试件在高应力重复拉伸下的极限荷载和延性略低于单向拉伸。在试验的基础上,采用有限元软件ABAQUS建立了数值模型,以混凝土保护层厚度和受火时间为参数展开分析。有限元分析结果表明:混凝土保护层厚度、受火时间对试件的极限荷载和黏结强度具有显著影响,试件的极限荷载和黏结强度均随保护层厚度的增大而提高,并随受火时间的延长而降低。基于试验和有限元分析结果,提出了考虑混凝土保护层厚度和受火时间共同影响的套筒灌浆连接极限黏结应力计算方法。
基于多模态感知与协同控制的装配式墙板智能吊装系统研究
苏群山, 徐笑东, 张坤, 吴远超, 康克家
2026, 56(2): 170-174. doi: 10.3724/j.gyjzG25072403
摘要:
针对装配式建筑墙板吊装过程中人工干预多、姿态调整难度大与精度低等问题,提出一种融合智能吊钩、自平衡吊梁与机器视觉的协同控制方法。设计了磁吸附定位机构与两级齿轮减速机构耦合的智能吊钩,实现了吊环的自动挂钩与脱钩;研发了基于滚珠丝杠的可调三吊点自平衡吊梁,采用姿态传感器-PID闭环控制策略,实现0.5°~15°倾角连续调节(调节精度±0.05°);构建双目视觉-嵌入式融合的识别系统,通过几何轮廓匹配算法实现墙板三维特征重建,经200组样本测试,类型识别准确率达98.2%。该系统集成了LoRa无线通信与模块化架构,工程实测表明,典型墙板吊装全流程时间缩短至传统工艺的62.4%,为装配式建筑施工自动化提供了高效、高可靠性的解决方案。
新型装配式混凝土结构
超高性能混凝土(UHPC)连接的预制板式拼装综合管廊受力性能研究
陈思乐, 陈盛扬, 江佳斐, 薛伟辰, 李亚, 王恒栋, 王建
2026, 56(2): 175-182. doi: 10.3724/j.gyjzG25121707
摘要:
超高性能混凝土(UHPC)连接的预制板式拼装混凝土综合管廊由底板、侧壁和顶板组成,其中底板出筋并通过UHPC与侧壁纵筋形成搭接。为研究UHPC的连接预制板式拼装混凝土综合管廊的受力性能,基于商用有限元软件ABAQUS,建立了此类综合管廊的分析模型,开展了节点试验以验证模型关键构造的合理性。试件的破坏形态、承载力与延性均与有限元计算结果基本吻合。在此基础上,开展了有限元参数分析,主要研究参数包括轴压比(0.05,0.1,0.15)与UHPC后浇段的位置(底板上表面处、底板以上350 mm处、底板以上500 mm处)等。有限元分析结果表明:预制和现浇模型的破坏模式均为侧壁受弯破坏,预制模型比现浇模型的承载力低3%;与轴压比为0的综合管廊相比,轴压比为0.05,0.1,0.15模型的承载力分别提高了11.6%,15.4%,18.3%,延性系数分别降低了2.4%,5.4%,8.6%;UHPC后浇段的位置对管廊整体结构的承载力与延性影响不大。可见,UHPC连接的预制板式拼装混凝土综合管廊具有良好的受力性能。
底板出筋的叠合板式拼装双舱综合管廊有限元分析
何磊, 楼小航, 李亚, 恽燕春, 薛伟辰
2026, 56(2): 183-189. doi: 10.3724/j.gyjzG26012504
摘要:
底板出筋的叠合板式拼装综合管廊由双面叠合侧壁、单面叠合顶板及现浇底板组成,侧壁与底板通过预留L形钢筋出筋实现可靠连接,兼具良好的防水性能、施工效率及结构整体性。基于ABAQUS建立该类管廊精细化有限元模型,并通过单舱综合管廊整体受力全过程试验对模型进行验证。结果表明,试件的破坏模式、峰值承载力及侧向变形与有限元分析结果吻合较好,模型具有较高的可靠性。在此基础上,对底板出筋的叠合板式拼装双舱综合管廊开展非线性受力分析,系统研究腋角高度(0,150,200,250 mm)及轴压比(0~0.1)对结构受力性能的影响。分析结果表明:管廊整体以受弯破坏为主,塑性铰首先出现在内侧壁两端,随后依次出现在顶板与底板两端,最终在边侧壁与底板拼缝处形成;增大腋角高度可显著提高结构承载力,但会在一定程度上降低延性;轴压比对峰值承载力影响不显著,但随轴压比增大结构延性逐渐降低。总体而言,该型双舱综合管廊具有良好的受力性能。
环向加载模式下双舱槽型拼装综合管廊静力性能非线性分析
陈盛扬, 王庆华, 李亚, 薛伟辰
2026, 56(2): 190-197. doi: 10.3724/j.gyjzG26012704
摘要:
将上下2个预制槽型构件在施工现场通过张拉预应力筋连接成整体,即形成了预制槽型拼装综合管廊。该管廊具有运输安装便捷、工期短、对环境影响小等特点。基于商用软件ABAQUS,建立了槽型拼装综合管廊模型,通过前期完成的单舱槽型拼装综合管廊环向加载试验,验证了模型的合理性。基于该模型,开展了环向加载模式下(模拟土压和顶部过载)双舱综合管廊受力全过程的非线性分析。研究参数包括:现浇/预制管廊、侧向土压力系数(0.55,0.65,0.75)和预应力筋有效预应力(400,500,600 MPa)。有限元分析表明:与现浇管廊不同,预制管廊的塑性铰首先出现在顶底板跨中,随后出现在顶底板与中壁交界处,最后在侧壁拼缝处出铰而导致结构破坏;预制管廊的承载力和延性均高于相应的现浇管廊(承载力和延性分别高2%和33%);相较于侧向土压力系数为0.55的管廊,侧向土压力系数为0.65和0.75的管廊承载力分别提高了6.4%和11.75%,而延性则降低了2.3%和18.6%;预应力筋有效预应力的大小对管廊承载力和延性的影响均很小。双舱预制槽型拼装综合管廊具有较高的承载力和良好的延性,工程应用前景广阔。
板端出筋锚固的核电厂房剪力墙-叠合板节点受力性能有限元分析
杜晓东, 栗子浩, 董占发, 薛春润, 江佳斐, 薛伟辰
2026, 56(2): 198-207. doi: 10.3724/j.gyjzG26012808
摘要:
核电厂房属于混凝土厚墙厚板结构,其剪力墙-楼板节点通常视为固支,是影响整体结构受力与破坏模式的关键部位。目前该类结构主要采用现浇混凝土楼板,其面临模板支撑消耗大、工期长、能耗大等问题。采用“免模少撑”的叠合混凝土板技术可有效解决上述问题。为此,提出了一种板端出筋弯折锚固的核电厂房混凝土剪力墙-叠合混凝土板节点构造,并基于经节点抗震试验结果验证的ABAQUS实体有限元模型,重点分析混凝土强度等级(C40、C50、C60)与楼板配筋率(0.45%、0.58%、0.71%)对墙板节点模型受力性能的影响规律。结果表明:所有模型均发生板端受弯破坏;混凝土强度对节点承载力影响甚微(差异<2%),但强度提高会增大初始刚度,降低延性,与C40节点相比,C50和C60节点正(反)向初始刚度分别提高10.92%(6.89%)和20.30%(11.87%),延性系数分别降低6.28%(2.45%)和17.93%(14.08%);增加配筋率可提升承载力和初始刚度,但同样会削弱延性,楼板配筋率为0.58%和0.71%的节点模型比楼板配筋率0.45%的模型正(反)向承载力分别提升了15.97%(23.58%)和30.79%(34.69%),初始刚度分别增加17.22%(7.48%)、31.55%(19.34%),延性系数分别下降16.45%(20.37%) 和19.59%(29.79%)。总体上,该类剪力墙-叠合板节点的承载力与现浇节点理论计算值差异均在10%以内,且延性系数均不小于5,表明板端出筋弯折锚固的剪力墙-叠合板节点能实现可靠的板端固支性能,并具有良好的受力性能。
地下车站装配式型钢混凝土外侧墙底部节点抗震性能试验研究
邵莹, 胡双平
2026, 56(2): 208-214. doi: 10.3724/j.gyjzG25091002
摘要:
提出了适用于无柱式地下车站的装配式型钢混凝土结构方案,通过3个外侧墙底部节点1/3缩尺模型(包括实心侧壁构造和叠合侧壁构造装配式型钢混凝土试件各1个,以及1个现浇对比试件)的低周反复荷载试验对其抗震性能进行了研究。结果表明:采用实心侧壁构造和叠合侧壁构造的装配式型钢混凝土外侧墙底部节点均具有良好的整体性,承载力与现浇对比试件接近;实心侧壁构造和叠合侧壁构造试件的延性系数分别为3.1和3.0,均高于相应的现浇对比试件(分别高约7.0%和3.4%);2个装配式型钢混凝土试件的耗能能力和刚度退化规律总体上与现浇对比试件相近。
基于超高性能混凝土(UHPC)连接的核电厂房现浇剪力墙-预制板节点受力性能分析
汪勋, 郭东利, 王璇璇, 江佳斐, 薛伟辰
2026, 56(2): 215-223. doi: 10.3724/j.gyjzG26020904
摘要:
核电厂房大多采用由剪力墙和楼板组成的墙板结构。目前,其施工工艺多为基于现场浇筑的开顶法,导致建设周期较长。此外,核电厂墙板结构在节点区域钢筋直径大且密集,混凝土浇筑质量不易控制。针对上述问题,提出了基于超高性能混凝土(UHPC)连接现浇剪力墙-预制板节点方案。在课题组前期开展的墙板节点抗震试验基础上,采用商用软件ABAQUS建立了该节点的非线性有限元模型。数值分析结果与试验结果吻合良好,承载力相比误差小于5%。在此基础上开展有限元多参数分析,研究轴压比(0.1、0.2、0.3)与预制板配筋率(0.75%、0.95%、1.15%)对节点破坏模式、极限承载力和初始刚度的影响规律。研究结果表明:所有节点模型均发生板端受弯破坏;轴压比增加将提高试件极限承载力,当预制板配筋率为0.95%时,随着轴压比从0.1增加到0.2和0.3,试件极限承载力分别提升6.53%和16.34%,而对初始刚度的影响较小(小于1%);当轴压比为0.2时,随着预制板配筋率从0.75%增加到0.95%和1.15%,试件的极限承载力分别提升5.81%和15.15%,初始刚度提高2.69%和5.61%。总体上,该节点初始刚度变化较小,其模拟承载力与现浇节点理论值的偏差小于15%,表明其力学性能良好。
超高性能混凝土(UHPC)后浇的装配式混凝土梁柱十字型节点抗震性能研究
欧阳利军, 吴宗汉, 霍涛, 刘卫东, 邱璇
2026, 56(2): 224-233. doi: 10.3724/j.gyjzG25112703
摘要:
提出一种适用于超高性能混凝土(UHPC)后浇节点的上下柱纵筋错位连接构造,有望提高装配过程中的容错性。通过4个足尺试件的低周反复加载试验与有限元模拟,评估了各节点的滞回性能、刚度退化与耗能能力。通过参数化分析在保持其余参数一致的前提下隔离关键变量影响,从而弥补了试验中多变量同时变化的局限性,提升了对单一因素影响针对性评估的能力。结果表明:新构造节点的峰值承载力仍能保持与RC-A-2相近水平,累计耗能能力与延性略有提升。破坏模式均为梁端弯曲破坏,符合“强节点、弱构件”原则;大直径纵筋方案在保持承载力基本不变的同时,显著降低了节点区钢筋数量,增加了钢筋的间距,减少了装配过程中钢筋碰撞的风险,有望提升装配效率;有限元分析结果与试验结果吻合较好,验证了模型合理性;相较于传统材料后浇的装配式节点,UHPC后浇装配式节点展现出较优的抗震性能和抗剪切变形能力。